Всё о 3D-принтере в стоматологии: особенности, применение, технологии

Цифровая стоматология — идеальный выбор с точки зрения бизнеса. Судите сами: сочетание высокого качества, удобства для пациента, низких удельных затрат и оптимизированных рабочих процессов. 3D-печать, как вишенка на торте, идеально дополняет процесс цифрового производства в клинике. Этот рынок быстро растет, в результате чего технология находится в пределах досягаемости для большинства производителей. Но какие технологии актуальны для стоматологии? Как сравнить принтеры по качеству, точности и пропускной способности? Почему одни стоят меньше 5000 $, а другие 80000 $ и больше? Попробуем объять необъятное и осветить российский рынок 3D-принтеров.

В основе 3D-печати лежит аддитивное производство – процесс послойного соединения материалов для создания объектов на основе данных трехмерных моделей. Сегодня в стоматологии распространены следующие технологии 3D-печати: стереолитография (SLA), селективная лазерная плавка и спекание (SLM и SLS), цифровая обработка светом (DLP) и струйное нанесение материала (jetting). Не так давно на рынке появилась еще одна технология Daylight Polymer Printing (DPP) – полимер отверждают обычным дневным светом, без участия лазера или проектора. Каждая технология может обеспечить точность, необходимую для производства в стоматологии, но качество может варьироваться в зависимости от конкретного аппарата и системы. В сети достаточно информации о перечисленных технологиях, поэтому, прежде чем сделать окончательный выбор, потратьте немного времени и прочитайте о каждой. Главное, помните, что оценивать конкретное оборудование необходимо с точки зрения качества деталей, простоты использования, надежности и стоимости.

Slash PLUS от UNIZa

Что в первую очередь необходимо стоматологу от 3D-принтера? Разумеется, помимо высокого качества печати. Конечно же, скорость печати, которая позволит работать без заминок и значительно увеличить число пациентов. UNIZ Slash Plus как раз сочетает в себе оба этих качества. Благодаря двойной системе охлаждения (отдельно охлаждается LCD-экран и отдельно подсветка) и производительности до 1000 см3/час, это один из самых быстрых принтеров на сегодняшний день.

Помимо этого, для Slash Plus не существует проблемы с масштабированием. Разрешение и прецизионность печати теперь независимы от размера маски, а свет генерируется светодиодным массивом. В наличие у принтера ЖК-стереолитография, которая позволит добиться высокой печатной площади, и позволяет производить модели масштабом 122 × 192 × 200 мм.

Работа Uniz основана на применении фотополимерных смол, полимеризирующихся в светодиодном свете. Благодаря равномерному источнику света Slash Plus, он обеспечивает высокую точность и производительность печати.

У принтера предельно простое и интуитивно понятное программное обеспечение UNIZ, которое позволяет контролировать работу нескольких принтеров с одного компьютера одновременно. А удобный интерфейс позволит управлять его работой со смартфона. Нельзя не упомянуть, что принтер удобен в эксплуатации, защищен от проливания, легко чистится. Его корпус изготовлен из усиленной стали и углеродного волокна. Но удивляет то, что при всем своем высокотехнологичном функционале и возможностях, у него абсолютно демократичная цена.

• Технология печати: LCD;
• Скорость печати: 200 см³/час;
• Площадь печати: 122 х 192 х 200 мм;
• Толщина слоя: 10-300 микрон;
• Габариты: 35 × 40 × 53 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Что может быть полезным, но не стоит акцента

Стандартная маркетинговая политика любого продавца — постараться убедить вас купить продукт за счет не столько прямой ценности, сколько особенностей, которые звучат и смотрятся на бумаге хорошо, но при этом не сильно влияют на качество самого продукта. Хороший пример — цвет автомобиля доставки. Если не брать возможность нанесения рекламных изображений и цветов из брендбука, автомобиль доставки может быть любого цвета. Но продавец может постараться убедить вас купить именно этот автомобиль, апеллируя к его цвету.

Так же и при выборе 3D-принтера для зубной клиники, некоторые критерии окажутся не настолько ценными, насколько они звучат.

Спектр используемых материалов

Современные LCD 3D-принтеры в большинстве своем используют для засветки фотополимера ультрафиолет длиной волны, 380нм-405нм. Возможность использования специфических материалов кажется очень полезным качеством, но по факту, вы или точно знаете, что будете такие материалы использовать, или не будете ими пользоваться. Достаточно понимать, какой круг задач будет решать 3D-принтер и выбирать соответственно. При этом, будет полезным иметь возможность более удобно пользоваться выбранными материалами, например система профилей материалов.

Важно, расширять спектр используемых материалов без необходимости — экономически нецелесообразно.

Дополнительный софт — плюсы и минусы

Софт, который помогает печатать. FormWare Phrozen Edition.

Весь процесс создания распечаток включает в себя использование нескольких программных продуктов. И, если софт, который позволит вам облегчить или ускорить печать без потери качества будет полезен, то разные программы для моделирования или, например, создания таймлапсов печати, не будут использоваться никогда. Специалист моделирует в той среде, к которой привык, а таймлапсы -просто красивая фишка.

Дистанционная печать и контроль за ней

Когда представляешь себе 3D-печать, часто возникают предположения, что вот я нажал на кнопку, через час пришел, и все готово. На самом деле это не настолько автоматизировано. В принципе, станок лучше держать под присмотром как минимум во время начала печати. А значит, дистанционная отправка на печать будет не настолько востребованной. При этом отмечу, что после того, как оператор 3D-принтера привыкнет к работе с определенной машиной, будет знать большинство ее особенностей, возможность перенести файлы на устройство дистанционно, или даже дистанционно управлять печатью будет полезной.

Дистанционный контроль принесет больше пользы опытному оператору, хотя и новичок в 3D-печати опыт будет набирать быстро, при желании.

FS121M-E от Farsoon

Особенность данной модели заключается в том, что FS121M-E имеет узкую специализацию на предмет производства изделия для стоматологического применения. Основное отличие FS121M-E заключается в уменьшение конечной стоимости за счет использования F-theta линзы вместо системы динамической фокусировки, механический особенностей и ограниченный доступ к параметрам материалов, которые применяются в основном в исследованиях и разработках материалов. Вакуумная система фиксации рабочего стола позволяет максимально эффективно использовать всю зону построения для расположения и производства изделий. На одном рабочем столе можно разместить до 170 моделей коронок. Срок их печати — 6 часов.

Немаловажно отметить, что оборудование Farsoon имеет открытую архитектуру и может быть использовано с материалами сторонних производителей.

• Детализация: толщина стенок 0.3 мм;
• Точность: не хуже, чем 0.05 (до 0.025-0.03) мм;
• Материал: CoCrMoW;
• Технология печати: SLS, SLM;
• Площадь печати: 120 x 120 x 100 мм;
• Толщина слоя: 0,02 – 0,08 мм;
• Среднее потребление инертного газа (аргон/азот): 3 л/мин;
• Габариты: 100 х 78 х 170 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Элайнеры

Изготовление элайнеров в 3D происходит по следующему алгоритму:

1. Специалист изготавливает из гипса слепок челюсти пациента и сканирует его. Как вариант, можно снять слепок с помощью двухкомпонентного силикона.
2. В программном обеспечении на основе скана слепка пофазово моделируют зубной ряд в разных состояниях: от искривленного положения зубов до безупречно ровной улыбки.
3. Файл отправляют на печать. По отпечатанным модифицированным моделям выполняется вакуумная формовка капп.

Врач проверяет качество отпечатка и передает элайнеры пациенту.

Какие преимущества дает 3D-печать при производстве элайнеров?

3D-печать выгоднее, чем традиционное производство элайнеров, как минимум по трем причинам:

1. Это более экономично с финансовой точки зрения.
2. Лечение можно начинать уже на следующий день после того, как слепок челюсти будет отсканирован.
3. Если элайнер оказался бракованным или испортился в процессе эксплуатации, заменить его можно буквально за один день и с минимальными тратами.

Для пациента все это создает дополнительный психологический комфорт.

Какое оборудование и ПО необходимо для изготовления элайнеров?

Для производства элайнеров наиболее востребованы следующие программы:

1. 3D Shape. Функциональный и удобный в использовании софт, единственным минусом которого является необходимость ежегодного продления платной лицензии.
2. Maestro 3d Ortho Studio. К этой программе лицензия покупается всего один раз, а потом к софту можно докупать дополнительные модули. Те опции, которые присутствовали в программе изначально, останутся доступными даже в том случае, если пользователь не будет докупать новые модули.
3. «Авантис». Это российское ПО, чья лицензия не включает в себя модуль для вывода .STL-файлов. За этот модуль придется доплачивать отдельно.

ВНИМАНИЕ. Все эти программы относятся к категории CAD, то есть к системам автономного проектирования.

Вот как выглядят распечатанные в 3D элайнеры:

Брекет-системы

При традиционном подходе ортодонт наклеивает брекеты на каждый зуб так, как сочтет нужным. Но компьютер может выполнить более точный расчет и подсказать, на каком участке зуба оптимально разместить брекет. По 3D-технологии сначала печатают лоток, на который потом размещают брекет-систему. Такой подход позволяет повысить эффективность лечения и сократить длительность ношения брекетов.

ВНИМАНИЕ. Брекеты постепенно уходят в прошлое, так как они слишком бросаются в глаза, а от их клея портится зубная эмаль. В будущем их, вероятно, полностью заменят элайнеры.

Liquid Crystal DENTAL от Photocentric

Компания Photocentric активно работает над созданием принтеров нового поколения. В новой модели, разработанной специально для стоматологического применения, производитель использует технологию печати UV LCD, вместо DPP. Благодаря этому, кроме высоких характеристик по точности, устройство обеспечивает возможность использования материалов сторонних производителей фотополимерных смол для стоматологии, в том числе сертифицированных в России. Надо сказать, что результат оказался достойным. По сравнению с предыдущими версиями, данная модель быстрее и производительнее: за 1 час можно изготовить 42 стоматологических модели.

• Технология печати: UV LCD;
• Площадь печати: 293 х 165 х 250 мм;
• Скорость печати: 42 модели в течение 1 часа, 30 минут для платформы временных коронок.

ГДЕ КУПИТЬ

3D-принтер в стоматологии для производства имплантатов при протезировании

На 3D-принтерах сегодня успешно печатают хирургические шаблоны. Они позволяют засверлить точно под нужным углом, обеспечить корректное позиционирование имплантата и избежать осложнений. Сначала пациент приходит к врачу, чтобы сделать слепок и получить направление на КТ. Непосредственно имплантация происходит на втором сеансе.

Изготовление хирургических шаблонов

Шаблоны надо изготавливать исключительно из твердых прозрачных материалов, способных выдерживать высокие температуры. Моделируют их обычно в программе Implant Assistant, которая обеспечивает качественную техподдержку на русском языке.

Преимущества использования хирургических шаблонов и основные проблемы

При установке имплантатов неопытный врач может навредить здоровью пациента, если случайно:

• засверлит не под тем углом;
• засверлит на слишком большую или недостаточную глубину;
• неточно позиционирует имплантат.

Для того чтобы костная ткань восстановилась после такой ошибки, иногда требуется ждать до 12 месяцев. Если же изготовить шаблон, засверливание будет выполнено максимально точно. 3D-печать способна обеспечить такую точность, которая на сегодняшний день недостижима ни для одной другой экономически рентабельной технологии.

Стоматологические модели

Свыше 90 % моделей в стоматологии сегодня изготавливаются вручную. Это долгая, грязная, кропотливая работа, которая по точности никогда не сравнится с автоматизированным производством.

Некоторые компоненты — например, бюгельные протезы — можно изготовить только литьем либо 3D-печатью. Применять фрезу в данном случае невозможно, так как деталь слишком тонка. При литье же слишком высока вероятность брака, изделие может получиться недостаточно упругим или прочным. В 3D этот риск исключен.

ВНИМАНИЕ . Продукция, распечатанная на 3D-принтере, всегда будет однородной и монолитной. Это крайне важно для коронок: если они получатся пористыми, керамика начнет отскакивать. Хорошо отлаженный процесс печати позволит избежать этого нежелательного последствия.

Liquid Crystal MAGNA от Photocentric

Новая модель 3D принтера с большим объемом печати по привлекательной цене. Рабочий стол большой площади позволяет пользователю осуществлять одновременную печать большого количества моделей одновременно без снижения скорости. Например, используя фирменный фотополимер Photocentric MAGNA DENTAL WHITE вы можете за один цикл печати создать или 46 за 2 часа или 105 стоматологических моделей на 4 часа.

• Технология печати: DPP;
• Площадь печати: 510 x 280 x 350 мм;
• Время засветки слоя: от 14 сек;
• Толщина слоя: 25-200 микрон.

ГДЕ КУПИТЬ

Общая информация

Компания – производитель SprintRay основана в Америке, в 2014м году группой студентов – аспирантов филиала калифорнийского университета в Сан Диего по направлению промышленной 3D печати. Как часто водиться в таких случаях, первым этапом развития организации был краудфандинг. Основатели запустили компанию по сбору средств на Kikstarter и успешно собрали необходимую сумму, представив на рынке новый продукт – 3D принтер Sprintray MoonRay 1st gen, созданный и оптимизированный специально для стоматологов. Параллельно с разработкой устройства, происходила разработка собственных фотополимерных смол и П.О.

Сейчас в разработке задействовано большое количество специалистов стоматологов в качестве консультантов и все продукты выпускаются при их непосредственном контроле и участии. Кредо компании созвучно русской пословице – «лучше меньше, да лучше», производитель не спешит бессмысленно раздувать продуктовую линейку, вместо этого стараясь сосредоточиться на повышении качества продукта и максимально эффективном решении «задач» своих клиентов.

Линейка фирменных материалов не уступает именитым производителям по разнообразию и очевидно составляет им серьезную конкуренцию. Прежде чем разобраться с самим устройством, давайте бегло познакомимся с самими материалами.

NextDent 5100 от 3D Systems

Использование технологии Figure 4™ обеспечивает высокую скорость печати. Ряд инновационных решений позволяют достичь одной из лучших в своем классе скорости и производительности, при том, что цена аппарата приемлема для большинства клиник и лабораторий.

Ассортимент стоматологических материалов и совместимость с ведущим стоматологическим программным обеспечением позволяют печатать ложки, модели (ортодонтические/протезные), хирургические шаблоны, протезы, ортодонтические шины, коронки и мосты с повышенной скоростью, точностью и эффективностью, сохраняя при этом низкую себестоимость. Принтер совместим с большинством интраоральных и лабораторных сканеров. Дисплей сенсорный, но реагирует на прикосновение в перчатках.

• Технология печати: DLP;
• Площадь печати: 124,8 x 70,2 x 196 мм;
• Максимальное разрешение: 1920 x 1080 pixels (Full HD);
• Скорость печати: 20-30 минут для печати моделей,15-20 минут для платформы временных коронок;
• Габариты: 42,6 x 48,9 x 97,1 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Противопоказания к протезированию

В ряде случаев выполнить установку невозможно из-за сопутствующих заболеваний. Местными противопоказаниями считаются:

• наличие очагов воспаления в ротовой полости;
• недостаточная гигиена;
• кровоточивость десен.

Перечень общих противопоказаний включает в себя:

• патологии, ограничивающие хирургическое вмешательство;
• аллергические реакции на анестетики;
• хронические заболеваниях сердца и сосудов;
• сахарный диабет;
• онкологические заболевания в стадии декомпенсации;
• нарушения свертываемости крови;
• психические патологии;
• истощение организма после длительной лекарственной или химиотерапии.

Кроме того, рекомендуется отложить протезирование на период беременности и лактации.

Duplicator 7 PLUS от Wanhao

После появления на рынке Wanhao Duplicator 7 в 2021 году, модель вызвала настоящий ажиотаж на рынке 3D-принтеров с технологией DLP. Возможность приобрести DLP-принтер за 500 $ стало настоящей сенсацией. С тех пор было продано сотни единиц по всему миру. Новая версия PLUS, стоит немного больше, но предлагает некоторые дополнительные преимущества. Благодаря таким качествам как усиленное охлаждение и минимальная погрешность, принтер является профессиональным аппаратом для использования в стоматологии.

Поставляется полностью собранным, нужно только установить лоток и добавить смолу. Можете использовать программное обеспечение с открытым исходным кодом. Вам не нужно покупать ничего, кроме смолы, иногда самого бака для смолы.

• Технология печати: DLP;
• Скорость печати: 30 мм/ч;
• Площадь печати: 120,96 х 68,5 х 180 мм;
• Толщина слоя: 35-100 микрон;
• Габариты: 35 х 35 х 52 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Постобработка и доведение протеза или модели до идеала

Любая «сырая» заготовка требует постобработки, которая гарантирует получение идеальной поверхности и нужных физических свойств. Для этих целей предусмотрено 2 дополнительных устройства, которые зачастую не идут в комплекте. Здесь выделяется камера засветки и ультразвуковой очиститель. Обычно постобработка включает следующие этапы:

1. Обработка техническим спиртом. Это позволяет удалить остатки смол.

2. Для дополнительной обработки используется ультразвуковая ванночка. Очиститель идеально справляется с поставленной задачей.

3. УФ-камера – это последняя стадия воздействия на заготовку. Она применяется для повышения прочности, что является важнейшим эксплуатационным свойством. Процесс занимает не более 15 минут.

Сегодня на рынке предлагаются специальные наборы, ускоряющие процесс без ущерба качеству.

ZOBU от 3D Artel

Цена на данную модель более чем приемлема, однако, качество печати на высоте. Конструкция направляющих обеспечивает высокую точность позиционирования и снижает вероятность отклонений. Принтер снабжен диодной LG матрицей для лучшей полимеризации материала. Надо сказать, модель очень компактная, учитывая довольно большую площадь печати.

Съемный почти не прозрачный колпак защищает от случайной засветки. Управление осуществляется с помощью сенсорного экрана. Данная система является открытой.

• Технология печати: DLP;
• Скорость печати: 3 секунды/слой;
• Площадь печати: 115 х 65 х 155 мм;
• Габариты: 22,5 х 22,5 х 41,5 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Интерфейс и программное обеспечение

Sprintray так же обладает очень приятным интерфейсом сенсорного дисплея. Контрастное сочетание темного фона и белого шрифта отлично считывается глазами, нажатия четкие и срабатывают достаточно быстро.

На главном экране мы можем выбрать одну из трех закладок – Print, History и Settings.

Меню Print показывает текущее задание в работе, его мы покажем чуть позже. History – позволяет открыть историю печати файлов, Settings содержит настройки. Здесь можно выбрать язык отображения, включить или выключить датчик открытия крышки и выбрать настройки сети.

Кстати, Sprintray максимально заточен на работу по Wi-Fi, однако поставить задание с флешки так же не возбраняется.

При первом запуске П.О. принтера – RayWare требует регистрации и выбора подписочного плана. П.О. платное, но позволяет запустить тестовый период бесплатно, с немного урезанными возможностями, однако использовать его для печати все еще можно.

После прохождения регистрации, авторизации и выбора схемы оплаты, нам открывается окно самой программы. Минималистичный интерфейс в серых тонах тем не менее довольно информативен. Давайте попробуем послайсить какую-нибудь модель.

При возможности подключения по Wi-Fi программа автоматически обнаружит подходящее устройство в сети, нам нужно будет подтвердить подключение и выбрать необходимые настройки .

Мы выбрали довольно сложную модель с серьезной детализацией, чтобы оценить качество печати более наглядно.

При загрузке модели в рабочую область программы, выполняем масштабирование и располагаем ее на рабочем столе правильно. Кстати, программа так же выполняет просчет возможности печати при текущем расположении модели на столе и предлагает выполнить исправления (полечить), если в модели обнаружены какие-либо ошибки.

Как и подобает слайсерам такого уровня, RayWare содержит систему автоматического построения поддержек. При желании , вы можете вручную настроить их более тонко.

После того как модель просчитана, отправляем ее на принтер и идем заправлять материал.

Hunter от FlashForge

Подойдет для печати моделей, временных коронок и хирургических шаблонов. Свою популярность среди стоматологов модель получила благодаря сочетанию хорошей скорости, высокой точности печати и низкой цены. Профессиональное ПО FlashPrint совместимо с большинством программ для цифрового дизайна в стоматологии. Система является открытой и совместима с полимерами третьего поколения. Аппарат не нуждается в калибровке, оснащен оптическим элементом Full HD и использует технологию компенсации, которая дает возможность получить модель с гладкими краями.

• Технология печати: DLP;
• Скорость печати: до 30 см³/час;
• Площадь печати: 120 x 67,5 x 150 мм;
• Толщина слоя: 35-100 микрон;
• Габариты: 36 х 31 х 56,5 см.

ГДЕ КУПИТЬ

Уход за зубами после установки коронок

Зубные протезы невосприимчивы к кариесу, однако на них может скапливаться зубной налет. При недостаточной гигиене ротовой полости он вызывает неприятный запах и образование зубного камня. В результате могут начать разрушаться здоровые зубы.

Стандартный уход за коронками сводится к профилактической чистке зубов дважды в день и посещении стоматолога раз в полгода. Рекомендуется использовать пасты с низким коэффициентом абразивности, а частички пищи между зубами удалять с помощью ирригатора или зубной нити. Желательно также полоскать рот после каждого приема пищи.

Резкие перепады температур приводят к образованию микротрещин в твердых материалах. Чтобы коронки прослужили как можно дольше, стоит отказаться от слишком горячих или холодных блюд и напитков.